Simulación en dinámica de fluidos computacional, DFC, de un proceso de precipitación de BaCO3 en un reactor de lecho fluidificado

En el presente estudio se realizó la modelación en dinámica de fluidos computacional, DFC (CFD) de un proceso de precipitación en un reactor de lecho fluidificado empleando como sustancia modelo al carbonato de bario. El estudio se divide en dos partes: el análisis de la hidrodinámica y la simulación del proceso de precipitación. En la primera parte del estudio se realiza una reacción de neutralización en un reactor de lecho fluidificado en ausencia y presencia de sólidos inertes. La modelación se efectúa con la ayuda del código comercial FLUENT 6.3.26. Se evaluaron los modelos de reacción química rapidez finita (Finite Rate), disipación turbulenta (Eddy Dissipation), concepto de disipación turbulenta (Eddy Dissipation Concept) y disipación turbulenta tipo mezclado turbulento en escala de tiempo (Eddy Dissipation-MTS). La comparación de los resultados experimentales con aquellos obtenidos por la DFC (CFD)mostraron que el modelo disipación turbulenta tipo MTS (Eddy Dissipation-MTS), k-E, es el que proporciona la mejor predicción, por lo que fue el empleado para la continuación del estudio. En lasegunda parte de la investigación, se realizó una serie de experimentos del proceso de precipitación en un reactor de lecho fluidificado a diferentes velocidades de flujo y concentración de reactivos, seguida de la simulación en CFD, donde se incluyó el módulo de balance de población. Los modelos cinéticos de nucleación, crecimiento y aglomeración del carbonato de bario se incluyeron por medio de funciones definidas por el usuario, FDU (UDF). En ellas, la sobresaturación se calculó considerando el coeficiente de actividad que se obtiene por el método de Bromley. Las curvas de distribución de tama o de partícula se compararon con los resultados experimentales y las simulaciones, proporcionando resultados satisfactorios.